|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Автоматические и периодические реорганизации фрактально-сетевых структур почвенных микробных деструктивных сообществ. Тезисы докладов VII Съезда Общества Почвоведов Им. В.В. Докучаева и Всероссийской с международным участием научнойтезисы доклада
- Авторы: Воробьев Н.И., Семенов А.М., Проворов Н.А., Свиридова О.В., Пищик В.Н.
- Сборник: Конференции (Белгород, 15–22 Августа 2016 Г.). Почвоведение – продовольственной и экологической безопасности страны. Часть II. Отв. Ред.: С.А. Шоба, И.Ю. Савин. – Москва-Белгород: Издательский Дом «Белгород
- Том: 2
- Тезисы
- Год издания: 2016
- Место издания: Издательский Дом «Белгород» Белгород
- Первая страница: 106
- Последняя страница: 107
- Аннотация: В осенне-весенний период года почвенные микроорганизмы преимуще- ственно заняты восстановлением гумусового фона почв и накоплением пита- тельных ресурсов для растений и других компонентов экосистем. При этом в качестве регулярно возобновляемых источников органических веществ ими используются растительные остатки различного генезиса. Известно, что в осенне-весенний период года в неблагоприятных усло- виях низких температур биохимические процессы протекают с низкой скоро- стью, что накладывает повышенные требования к эффективности и рацио- нальности всех биохимических преобразований растительных субстратов для завершения микроорганизмами деструктивных процессов к началу вегетации растений. Очевидно, что без специальной организации микроорганизмов за- кончить к весне такие преобразования весьма проблематично. Поэтому мы полагаем, что почвенному микробному сообществу все-таки удалось в свое время в результате многократных ежегодных деструкций растительных остат- ков «разработать» и найти способ эффективной фрактально-сетевой организа- ции микроорганизмов, объединяя их в функциональные группы (ФГМ), опти- мизируя обилие микробов во всех ФГМ и оптимизируя последовательность поэтапной активации и дезактивации этих ФГМ. 107 Процессы эффективной и низко затратной деструкции сложных органи- ческих молекул (например, лигноцеллюлозы) во многом напоминает (в обрат- ном порядке) поэтапный синтез этих молекул. Например, при синтезе органи- ческих молекул вначале формируются ароматические и гетероциклические углеродные структуры, а затем к ним присоединяются алифатические цепи и затем последовательно собираются крупные полимерные конструкции. При этом точки сшивания фрагментов молекулярных структур остаются в даль- нейшем наиболее энергетически выгодными сайтами рестрикции этих моле- кул. В связи с этим мы полагаем, что с каждой группой сайтов рестрикции (ГСЭР), объединенных по признаку одного уровня энергии рестрикции, при деструкции взаимодействует одна функциональная группа микроорганизмов (ФГМ), численность которой пропорциональна числу сайтов рестрикции в со- ответствующей ГСЭР. В литературе широко обсуждается гипотеза, предполагающая особое фрактальное распределение обилия сайтов рестрикции по нескольким ГСЭР, а, значит, и связанное с ним распределение обилия микроорганизмов по соот- ветствующим ФГМ. Этот принцип распределения предполагает, что суще- ствует некоторое математическое правило, которое позволяет одновременно описывать численности микроорганизмов в нескольких ФГМ (и, соответ- ственно, численности сайтов рестрикции в нескольких ГСЭР). Например, пра- вило степенного ряда может быть использовано для описания частот встреча- емости четырех ФГМ: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16. Исходя из этого, фрактальный анализ почвенных микробных сообществ может быть сведен к поиску заранее неиз- вестного математического правила, описывающего частоты встречаемости не- скольких ФГМ. В наших исследованиях найденные таким образом ФГМ мы относим к фрактально-сетевым структурам почвенных микробных сообществ. Цель исследования – разработка способа выделения ФГМ, образующих фрактально-сетевые структуры, среди множества частотно-таксономических молекулярно-генетических данных почвенных микроорганизмов. В качестве примера, разработанным способом были исследованы почвенные образцы, со- бранные в течение сентября (в ежедневной динамике) с полей в Пущино, на которых применялась минеральная и органическая агротехнологии. Фрак- тальный анализ этого экспериментального материала, содержащего более 6000 данных, позволил сделать следующие выводы: 1. Почвенные микроорганизмы в рассмотренный период времени функ- ционируют нестабильно и по некоторой автоматической программе периоди- чески и регулярно формируют и расформировывают фрактально-сетевые структуры. 2. Фрактально-сетевые структуры образуются значительно большим числом микроорганизмов в почвах с органической агротехнологией (в отли- чие от минеральной). Кроме этого, на этих почвах реорганизации сетевых структур продолжаются заметно дольше. Работа поддержана Российским научным фондом, грант 14-26-00094
- Добавил в систему: Семенов Александр Михайлович